Wewnętrzny skład akumulatora litowego jest głównie elektrodą dodatnią | Elektrolit | Membrana | Elektrolit | Elektroda ujemna, na tej podstawie, spawanie ucha elektrody, opakowanie i inne kroki ostatecznie tworzą pełne ogniwo. Po początkowym ładowaniu i rozładowaniu ogniwa akumulatora, pojemności komponentu chemicznego i spalin oraz innych krokach może być stosowane w fabryce. Pierwszym krokiem w tym procesie jest wybór materiałów. Głównymi czynnikami wpływającymi na bezpieczeństwo materiału są jego wewnętrzna energia orbitalna, struktura krystaliczna i właściwości materiału.
Materiał elektrody dodatniej
Główną rolą dodatniego materiału aktywnego w baterii jest przyczynienie się do wydajności specyficznej i energii właściwej, a jego potencjał elektrody wewnętrznej ma pewien wpływ na bezpieczeństwo. Na przykład w ostatnich latach Chiny szeroko wykorzystywały materiał LifePo4 z niskim napięciem (fosforan litowy żelaza) jako dodatni materiał elektrody do akumulatorów energetycznych w pojazdach transportowych (takich jak hybrydowy pojazd elektryczny HEV, EV pojazdu elektrycznego) i urządzenia magazynujące energię ((urządzenia do magazynowania energii ( takie jak nieprzerwane zasilacze). Jednak zalety bezpieczeństwa LifePo4 w wielu materiałach faktycznie mają koszt gęstości energii, co oznacza, że żywotność baterii użytkowników (takich jak EV, UPS) będzie ograniczona. Materiały trójskładnikowe, takie jak NMC (Linixmnyco1-X-Yo2), mają doskonałą wydajność gęstości energii, ale jako idealny materiał katodowy do akumulatorów energetycznych problem bezpieczeństwa nie został w pełni rozwiązany. Aby zbadać zachowanie termiczne materiałów katodowych, naukowcy wykonali dużo pracy i stwierdzili, że potencjał elektrody wewnętrznej i struktura krystaliczna są głównymi czynnikami wpływającymi na jego bezpieczeństwo, takie jak potencjał elektrody μc i najlepiej zajęty homo orbitalnymi z Elektrochemiczne okno elektrolitu jest idealnie dopasowane i czy wiele jonów litowych może jednocześnie przechodzić przez kratę. Wydajność bezpieczeństwa pozytywnych materiałów aktywnych można poprawić poprzez wybór rodzaju materiału i domieszkowania elementów.
Materiał elektrody ujemnej
Wpływ negatywnego materiału aktywnego na wydajność bezpieczeństwa wynika głównie z związku między jego wewnętrzną energią orbitalną a konfiguracją elektrolitu Lumo i Homo. W procesie szybkiego ładowania prędkość jonu litowego przez folię SEI (interfejs stałego elektrolitu) może być wolniejszy niż szybkość osadzania litu w elektrodzie ujemnej, a kryształy gałęzi litu będą rosły w sposób ciągły wraz z cyklem ładunku i rozładowania, co może prowadzić do wewnętrznego zwarcia i rozpalić paląwy elektrolitowy uciekinier termiczny, ograniczając bezpieczeństwo elektrody ujemnej w procesie szybkiego ładowania. Tylko wtedy, gdy różnica między ujemną siłą elektromotoryczną stopu litu z materiałem węglowym jako warstwa buforowa a siłą elektromotoryczną litu jest mniejsza niż -0,7ev, tj. Μ a < μ li0,7ev, można zagwarantować, że osadzanie lit nie spowoduje zwarcia. Ze względów bezpieczeństwa akumulator mocy powinien używać ujemnego materiału elektrody o sile elektromotorycznej mniejszej niż 1,0EV (w stosunku do Li+/Li0) w celu uzyskania bezpiecznego szybkiego ładowania lub kontrolowania napięcia ładowania znacznie poniżej potencjału osadzania litu. LI4TI5O12 ma zalety bezpieczeństwa w szybkim ładowaniu i szybkim rozładowaniu ze względu na swoją siłę elektromotoryczną 1,5EV (w stosunku do Li+/Li0), która jest niższa niż Lumo elektrolitu. Istnieje również materiał ujemny, TI0,9NB0.1NB2O7, który można szybko naładować i zwolnić przez ponad 30 tygodni przy napięciu 1,3 ≤ v ≤ 1,6 V (w stosunku do Li+/Li0) i ma określoną pojemność 300 mAhg1, który jest wyższy niż LTO. Podczas procesu rozładowania, ponieważ nie ma konkurencji między prędkością jonów litowych przez folię SEI a osadzaniem się na elektrodzie ujemnej, proces szybkiego rozładowania jest bezpieczny.